【文章內(nèi)容簡介】 為了操作和生產(chǎn)的需要，要有足夠?qū)挼娜诵械馈?. 調(diào)高范圍要大，照明和通訊方便。8. 支架的穩(wěn)定性要好，底座最大比壓要小于規(guī)定植。9. 要求支架有足夠的剛度，能夠承受一定的不均勻載荷和沖擊載荷。10. 在滿足強度條件下，盡可能減輕支架重量。11. 要易于拆卸，結(jié)構(gòu)要簡單。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文1012. 液壓元件要可靠。 支架的選型設(shè)計 設(shè)計的原始條件頂設(shè)條件老頂 II 級、直接頂 1 類，底板接觸比壓 MPa，工作阻力 1600KN，推溜力 100KN，移架力 200KN，泵站壓力 32MP。液壓支架型號 ZFS1600/16/24。工作面配套設(shè)備：采煤機 ，刮板輸送1703?MLS機 SGZ(W)－764/400。煤層傾斜角小于 15 度。 支架的支護性能與外載荷由液壓支架的工作狀態(tài)知，支架承受的外載荷是頂板下沉形成的。在頂板下沉過程中，支架的頂梁與頂板有相對滑動的現(xiàn)象，支架不僅受有垂直于頂梁的力，還受有平行于頂梁的摩擦力。垂直于頂梁的力由支架的工作阻力來平衡。在支架承載過程中，支架底座承受工作面底板反作用力。 為了設(shè)計計算方便，要對支架的外載荷和支架本身進行簡化，概述如下：把支架簡化成一個平面桿系結(jié)構(gòu)。為偏于安全，在計算時把外載荷視為集中載荷；金屬結(jié)構(gòu)件按直梁理論計算；頂梁、底座與頂?shù)装灞徽J為均勻接觸，載荷沿支架長度方向按線性規(guī)律分布，沿支架寬度方向為均布；通過分析和計算可知，掩護梁上矸石的作用力，只能使支架實際支護阻力降低所以，在進行強度計算時不計，使掩護梁偏于安全；立柱和短柱按最大工作阻力計算；產(chǎn)生作用在頂梁上的水平力的情況有兩種，河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文11—是由于支架讓壓回縮，頂梁前端點運動軌跡為近似雙紐線，頂梁與頂板間產(chǎn)生相對位移，頂板給予頂梁水平摩擦力，另一種是由于頂柜向采空區(qū)方向移動，使支架頂梁受一指向采空區(qū)的水平摩擦力。頂梁和頂板的靜摩擦系數(shù) W，一般取 —；按不同支護高度時各部件最大受力值進行強度校核。 影響架型選擇的因素(1) 煤層傾角煤層傾角主要影響支架的穩(wěn)定性，傾角大時易發(fā)生傾倒、下滑象。當煤層傾角大于 10 —15 時，應(yīng)設(shè)防滑和調(diào)架裝置，當傾角超過 18??時，應(yīng)同時具有防滑防倒裝置。?(2) 煤層厚度煤層厚度不但直接影響到支架的高度和工作阻力，而且還影響到支架的穩(wěn)定性。當煤層厚度大于 —（軟煤取下限，硬煤取上限）時，應(yīng)選用抗水平推力強且?guī)ёo幫裝置的掩護式或支撐掩護式支架。當煤層厚度變化較大時，應(yīng)選用調(diào)高范圍大的支架。(3) 底板性質(zhì)底板承受支架的全部載荷，對支架的底板影響較大，底板的軟硬和平整性，基本上決定了支架底座的結(jié)構(gòu)和支承面積。選型時，要驗算底座對底板的接觸比壓，其值要小于底板的允許比壓(對于砂巖底板，允許比壓為 —，軟底板為 左右)。(4) 瓦斯涌出量對于瓦斯涌出量大的工作面，支架的通風斷面應(yīng)滿足通風的要求，河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文12選型時要進行驗算。(5) 設(shè)備成本在滿足要求的前提下，應(yīng)選用價格便宜的支架。(6) 地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，煤層厚度變化又較大，頂板允許暴露面積和時間分別在 5—8 和 20min 以下時，暫不宜采用液壓支架。2m 支架架型的確定從架型的結(jié)構(gòu)特點來看，由于架型的不同，它的支撐力分布和作用也不同；從頂板條件來看，由于直接頂類別和老頂級別的不同，支架所承受的載荷也不同。所以，為了在使用中合理地選擇架型，要對支架的支撐力、采煤高度與承載的關(guān)系進行分析，使支架的支撐力能適應(yīng)頂板載荷的要求。煤質(zhì)條件老頂 II 級、直接頂 1 類，底板平整，無影響支架通過的斷層，根據(jù)表 21 初步選定為掩護式兩柱液壓支架。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文13表 21 支架架型的選擇 注：①括號內(nèi)的數(shù)字是掩護式支架的支護強度。表中所列支護強度在選用時，可根據(jù)本礦情況允許有 %的波動范圍。5?②表中 、2 分別為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級老頂?shù)姆旨壴鰤合禂?shù)；Ⅳ級老頂給出最低值 2，選用時可根據(jù)本礦實際確定適宜值。老頂級別 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ直接頂類別 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4 4支撐式采高小于 時支架類型掩護式掩護式支撐式掩護式掩護或支撐掩護式支撐式支撐掩護式支撐掩護式掩護或支撐掩護式掩護或支撐掩護式支撐掩護式采高大于 時1 ? ?2 0.2492（0.245） （0.245） 2 0.3433（0.343） （0.?343） ?2 0.441支架支護強度MPa采高m4（0.441） （0.441） 2 0.539應(yīng)結(jié)合深孔爆破，軟化頂板等措施處理采空區(qū)河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文143 液壓支架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 支架高度、中心距的確定 支架高度其最大與最小高度為：Hm=2400mm 支架最大高度，Hn=1600mm 支架最小高度 支架伸縮比支架的伸縮比指最大與最小支架高度之比值為： （式nmH?）代入數(shù)據(jù)得 m=。 支架間距 所謂支架間距，就是相鄰兩支架中心線間的距離。按下式計算： （式 ）3cmbBnC???式中： —支架間距（支架中心距）；c—每架支架頂梁總長度；mB—相鄰支架（或框架）頂梁之間的間隙；3C河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文15n—每架所包含的組架的組數(shù)或框架數(shù)，整體自移式支架。支架間距 要根據(jù)支架型式來確定，但由于每架支架的推移千斤頂cb都與工作面輸送機的一節(jié)溜槽相連，因此目前主要根據(jù)輸送機溜槽每節(jié)長度及幫槽上千斤頂連結(jié)塊的位置來確定，我國刮板輸送機溜槽每節(jié)長度為 ,千斤頂連結(jié)塊位置在溜槽中長的中間，所以除節(jié)式和邁步式支架外，支架間距一般為 。本次設(shè)計取支架的中心距為 。 底座長度的確定 底座長度底座是將板壓力傳遞到底板和穩(wěn)固支架的部件。在設(shè)計支架的底座長度時，應(yīng)考慮如下諸方面：支架對底板的接觸比壓要??；支架內(nèi)部應(yīng)有足夠的空間用于安裝立柱，液壓控制控制裝置、推移裝置和其他輔助裝置；使于人員操作相行走，保證支架的穩(wěn)定性等。通常，掩護式支架的底座長度職 倍的移架步距(一個移架步距為 )，即 左右；支撐掩護式支架的底座長度取 4 倍移架步距，即 左右。本次設(shè)計取底座長 。 底座寬度支架底座寬度一般為 —。為提高橫向穩(wěn)定性和減小對底板比壓，厚煤層支架可加大到 左右，放頂煤支架為 —。底座中間安裝推移裝置的槽子寬度與推移裝置的結(jié)構(gòu)和千斤頂缸徑有關(guān)，一般為 300—380mm。寬度取 1430mm。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文164 支架主要部件的設(shè)計 支架主要部件的設(shè)計要求各部件設(shè)計要求要滿足總體配套的要求，就是應(yīng)滿足采煤機、雙輸送機和支架配套的空間要求。各部件設(shè)計的基本要求：（1）四連桿機構(gòu)應(yīng)進行優(yōu)化設(shè)計，使支架梁端距變化小，支架受力狀態(tài)最佳，結(jié)構(gòu)上既滿足工作空間要求，又能承受足夠的縱向、橫向力及扭矩。（2）前梁由前梁千斤頂控制，可上下擺動 15176。，與頂板保持良好的接觸，維護機道上方頂板。挑梁是和前梁鉸接的可翻轉(zhuǎn)支護板，由防片幫千斤頂控制，可及時支護，并超過水平線上挑 3176。—5176。，拉架時收回，還可在移架后支護煤壁，以防止片幫。（3）頂梁 頂梁是支架主要承受頂板壓力的部件，并起切頂作用。它可多次反復(fù)支撐頂煤，以利于放煤。頂梁裝有側(cè)護板，活動側(cè)裝有千斤頂和彈簧，防止架間漏煤、矸及調(diào)節(jié)支架間距。（4）掩護梁受扭力和橫向載荷力大，是十分重要的部件。（5）底座 底座是將支架承受的頂板壓力和側(cè)向力傳至底板。它既要有足夠的強度和剛度，又應(yīng)滿足底板比壓不超限。保證支架整體穩(wěn)定性的關(guān)鍵是在底座上鉸接四連桿機構(gòu)，在底座中間設(shè)置有推移裝置，側(cè)面設(shè)置拉后輸送機的千斤頂和推移桿。（6）推移裝置 此機構(gòu)關(guān)系到支架能否正常推移，由千斤頂和推移桿組成。推移桿結(jié)構(gòu)有長推桿或是由兩部分短推移桿組成。（7）液壓控制系統(tǒng)及立柱、千斤頂 液壓系統(tǒng)由各液壓件、管路系統(tǒng)組成，它應(yīng)保證立柱、千斤頂完成支架要求的各種性能，并達到設(shè)河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文17計技術(shù)參數(shù)。 底座的設(shè)計 液壓支架的底座圖 42 四連桿機構(gòu)的底座底座為整體式剛性底座，四連桿機構(gòu)鉸接在底座前部(有的鉸接在中部或后部)，有兩個球面柱窩與立柱缸底相連，底座中間布置有推移裝置，側(cè)面有拉后輸送機千斤頂固定耳座。該底座整體性強，穩(wěn)定性好，與底板接觸面積大，比壓小。由于四連桿機構(gòu)在中部連接，使底座受力狀態(tài)不好。上連桿與底座的鉸接座為兩突出的內(nèi)主筋形成的箱體結(jié)構(gòu)，應(yīng)合理設(shè)計，使突變過渡處強度足夠，呈圓弧狀過渡，以免損壞。 底座接觸比壓頂板對支架的巨大載荷有整臺支架傳到底板，在支架底座與底板接觸處將具有一定的比壓。由于底板巖性不同，含水量不同等因素，使底板具有不同的抗壓強度。則在設(shè)計支架時，應(yīng)驗算底板的比壓。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文18 （式 ）bLpqAj?則平均接觸比壓為：